实现过载延迟的晶体管

尽管SMPS（开关电源）本身能防止永久性短路，但在遇到瞬时过载时有时会出问题。瞬时过载并非短路，但却会使电源超出其标称负载值。这种情况会在开关电源连接典型负载，如打印机头和小型电机时发生。在面对这样的负载时，电源可能会很容易触发保护电路，尤其是在开环增益很高的情况下。由于控制器无法保持电压恒定不变，你会看到初级输出电压因失去反馈电流而降低。 图1，在打印机的这种典型功率分布特征中，过载和短路可能是相同的。 　　图1示出了打印机的典型功率分布特征。你可以清楚地看到所发生的功率变化及相应的反馈电压摆动。由于在VOUT远未达到其目标值时，反馈电流尚未建立，所以启动序列就是短路。标称输出电流I1对应于负载恒定不变的稳压区。 当首次过载发生（图1中的I2）时，反馈引脚就会提高初级电流设定点（在电流模式控制器中），但是，波形的幅度因其接近最高电平而开始减小。在I3时，电源难以维持稳压状态，因而在短路状态下，VOUT降低到地电平。如果初级的PWM控制器具有简单的短路保护电路方案，则这种保护机制就会在过载区1和2触发，其时它应该只在最后一个过载区触发。图2示出了一种基于On Semiconductor 公司(www.onsemi.com)的NCP1200的短路保护电路方法。 图2，一个晶体管网络可暂时提高峰值电流，直到电源通过降低峰值设定点停止工作为止。 　　这一电路永久性监视反馈线（引脚2），以检测短路是否在次级出现。如果出现短路，引脚2就跳到其内部上拉电压，并触发保护突发模式。请注意：由于高电压源（引脚8）直接给控制器供电，这种保护动作与任何不良耦合的辅助电平无关。在过载区1和过载区2出现时，引脚2将跳到其最大电压，并触发保护。这种电路并不延迟反馈电压的上升，却会使输出功率电平随时提高一个给定的百分比。当IOUT在稳流范围之内时，引脚2处于3V以下，D1没有被偏置。结果，Q2被关断，而Q1将R3的较低端拉到地电位。因此，电流检测引脚上有一个受到R2和R3分压比影响的电流图像。 　　在本例子中，VPIN4=VSENSE%26;#215;R3/(R3+R2)=0.82%26;#215;VSENSE，其中VSENSE是RSENSE两端的电压。如果NCP1200采用1V的最大电流调整点，则只要Q1被偏置（而不是正常配置下的1V），该IC就会在RSENSE上提供1.2V电压。只要引脚2跳到较高的电压值，如4V，从而表示失去稳流状态或严重过载，D1就通过Q4开始导通。这只晶体管缓冲反馈引脚阻抗：C3开始通过R5充电，而且当在25℃温度下达到大约0.7V时，Q1就开路。分压器消失了，电源不再保证很大的高峰值电流，VOUT下降，从而正常地触发保护。因此，你只要选用所需的R5阻值和C3电容值，就可以插入某一延迟时间，使电源能应对瞬时过载。